问题 解答题
已知函数f(x)=
a
a2-1
(ax-a-x),(a>0且a≠1).
(1)判断函数f(x)的单调性,并证明;
(2)当函数f(x)的定义域为(-1,1)时,求使f(1-m)+f(1-m2)<0成立的实数m的取值范围.
答案

(1)函数f(x)在R上为增函数.

证明如下:设x1,x2∈R,且x1<x2

则f(x1)-f(x2)=

a
a2-1
[(ax1-a-x1)-(ax2-a-x2)]=
a
a2-1
(ax1-ax2)(1+
1
ax1ax2
)

当a>1时,a2-1>0,ax1-ax2<0,

∴f(x1)<f(x2);

当0<a<1时,a2-1<0,ax1-ax2>0,

∴f(x1)<f(x2);

∴当a>0且a≠1时,f(x)在R上是增函数;

(2)∵f(x)定义域为(-1,1),在数轴上关于原点对称,…(8分)

又∵f(-x)=

a
a2-1
(a-x-ax)=-
a
a2-1
(ax-a-x)
=-f(x),

∴f(x)是定义域(-1,1)上的奇函数.…(10分)

由f(1-m)+f(1-m2)<0得f(1-m)<-f(1-m2),∴f(1-m)<f(m2-1),…(12分)

-1<1-m<1
-1<1-m2<1
1-m<m2-1
,…(14分)

解得1<m<

2
即为所求m的取值范围.…(15分)

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